Redoxpotentiale. Elektrodenpotentiale/Redoxpotentiale lassen quantitative Aussagen über den Verlauf von Redoxreaktionen zu. CuSO 4 + Zn Cu + ZnSO 4

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1 Redoxpotetiale Beispiel: metallisches Zik reagiert mit Cu + Lösug. Gibt es eie Möglichkeit, das Stattfide ud Ausmaß dieser Reaktio vorherzusage??? CuS 4 + Z Cu + ZS 4 Elektrodepotetiale/Redoxpotetiale lasse quatitative Aussage über de Verlauf vo Redoxreaktioe zu

2 Redoxpotetiale

3 Redoxpotetiale Reduktio: xidatio: Gesamtreaktio: Cu + + e - Cu Z Z + + e - CuS 4 + Z Cu + ZS 4

4 Redoxpotetiale Reduktio: xidatio: Gesamtreaktio: Ag + + e - Ag Cu Cu + + e - Cu + AgN 3 Ag + Cu(N 3

5 Elektrochemische Spaugsreihe Messe der Potetiale gege eie Stadard (Stadard-Wasserstoff- Elektrode ermöglicht rde der Potetiale: Elektrochemische Spaugsreihe H e - H + H E 0 = 0

6 Elektrochemische Spaugsreihe

7 Elektrochemische Spaugsreihe xidierte Form Reduzierte Form E 0 (xidatiosmittel (Reduktiosmittel Na + + e - Na -,71 V xidatioswirkug immt zu Reduktioswirkug immt ab Z + + e - Fe + + e - S + + e - H + + e - Cu + + e - Ag + + e H e - Au e - Z Fe S H Cu Ag H Au -0,76 V -0,40 V -0,14 V 0,00 V +0,35 V +0,80 V +1,3 V +1,50 V

8 Kozetratiosabhägigkeit vo E: Nerst-Gleichug

9 Beispiel E eier Cu/Z-Zelle bereche (Stadardbediguge 1. HZ:. HZ: Z + + e - Cu + + e - Z + E 1 = -0,76 V Cu E = 0,35 V Gesamtreaktio: CuS 4 + Z Cu + ZS 4 E = E + (-E 1 = 1,11V

10 Beispiel E eier Cu/Ag-Zelle bereche vo (c(ag + =c(cu + =0,1 mol l -1 : 1. HZ. HZ Gesamtreaktio: Ag + + e - Cu + + e - Cu + Ag(N 3 Ag E 1 = 0,80 V Cu E = 0,35 V Cu(N 3 + Ag

11 Beispiel E der Reaktio vo M 4- mit Fe + (allg. Form

12 Redoxtitratio: Titratioskurve x 1 + e - x + e - Red 1 E 1 Red E Gesamtreaktio: x 1 + Red Red 1 + x c(x 1 c(red c(red 1 c(x 0 % Umsatz 1 0? 0 10 % Umsatz ~0,9 ~0 ~0,1 ~0,1 50 % Umsatz ~0,5 ~0 ~0,5 ~0,5 100 % Umsatz ~0 ~0 ~1 ~1 00 % Umsatz ~0 ~1 ~1 ~1

13 Redoxtitratio: Titratioskurve

14 Redoxtitratio: Titratioskurve Quelle: U.R. Kuze, G. Schwedt, Grudlage der qualitative ud quatitative Aalyse, Georg Thieme Verlag

15 Redoxtitratio: Idikatore ft kei Idikator ötig, wege Eigefarbe (z.b. KM 4 oder I Idikator ist ei Redoxpaar, desse beide Forme uterschiedlich gefärbt sid. Am theoretische Umschlagspukt sid die Kozetratioe beider Spezies gleich x 1 + z e - Red 1 E Id 0,059 V c E = E 0 + lg x = Umschlag Id z c Red E 0 Id

16 Redoxtitratio: Idikatore Ferroi : Tris(o-pheatrolieise(II N N N Fe N N N N N = N N [Fe(phe 3 ] 3+ + e - [Fe(phe 3 ] + E = 1,14 V

17 Redoxtitratio: Idikatore Dipheylami: Erst irreversible xidatio zu Dipheylbezidi Zweite Stufe reversibel H N H N H N + H + + e - H N H N N N + H + + e - E = 0,76 V

18 Dichromatometrie Verwedug z.b. zur techische Bestimmug vo Eise Vorteil der Verwedug vo Dichromat zum Beispiel leichte Titereistellug ud Lagerbarkeit der Titratioslösug, außerdem werde Cl - - Ioe icht oxidiert, d.h. ma ka i Salzsäure arbeite.

19 Dichromatometrie

20 Dichromatometrie

21 Dichromatometrie

22 Beispiel Bei der dichromatometrische Bestimmug vo Eise wurde 7, ml eier Dichromatlösug c=1/60 mol l -1 (c(1/6 K Cr 7 =0,1 mol l -1 verbraucht. Wieviel Eise war i der Lösug? Cr Fe + 14 H + Cr Fe H

23 Iodometrie I + e - I - E = 0,54 V I i Wasser schwer löslich, deshalb setzt ma KI mit zu, Bildug vo Triiodide (KI 3 Titratioe im schwach Saure, sost Disproportioierug (Bildug vo Iodid ud Hypoiodid: I + H - I - + HI Bestimmug vo xidatiosmittel (Reduktometrie ud Reduktiosmittel (xidimetrie möglich

24 Iodometrie Idikator: Stärkelösug Jod bildet mit Stärke (Amylose eie Eischlussverbidug (i Gegewart vo Iodid CH H CH H CH H H H H H H H I I I I I I I I

25 Jodometrie Quatitative Bestimmug vo xidatiosmittel, Bsp.: Cr 7 - Prizip: Iodid wird zu Iod oxidiert, welches mit Thiosulfat bestimmt wird.

26 Iodometrie Mögliche Fehler bei der Chromatbestimmug: Reaktio läuft ur i saurer Lösug vollstädig ab Quatitative xidatio zu I verläuft lagsam => vor Rücktitratio eiige Miute warte Luftsauerstoff ka I - zu I oxidiere => Mehrverbrauch! 0 -I -II I H + H + I Zusatz vo NaHC 3 erzeugt C - Atmosphäre NaHC 3 + H S 4 "H C 3 " "H C 3 " + Na S 4 H + C

27 Beispiel Berechug des Verhältisses der Stoffmege vo Chrom ud Thiosulfat. (S 3 1 (Cr (S (S 3 (I (Cr (I (S ; (Cr 3 (I ; (Cr (Cr 1 (S (I ; 3 1 (I (Cr ; 1 (Cr (Cr = = = = = = = = = =

28 Iodometrie Bestimmug vo Cu + : 0 I + e - Cu + + e - -I +II +I I - E 0 = 0,54 V Cu + E 0 = 0,15 V Erwartete Reaktio: Tatsächlich beobachtete Reaktio: Cu + + I Cu + + I - Cu I - CuI + I

29 Beispiel Berechug des Potetials für Cu + /Cu + (c(cu + = c(i - = 0,1 mol l -1, K L (CuI= mol l -1 Cu + +II + e - + I - +I Cu + + I - CuI E = E aus K 0 L 0,059 V c + lg z c : c(cu + = K c(i L x1 Red1 0,1 E = 0,15V + 0,059 V lg 5 10 = E 0 c(cu + 0,059V lg c( Cu mol l = 1 0,1mol l 11 = moll 1 = 0,15V + 0,059 V 9,3 0,70V +

30 Iodometrie Bestimmug vo Reduktiosmittel, Bsp. As V I + e - As e - + H + 0 -I I - E 0 = 0,54 V +III As H E 0 = 0,56 V As I + H As H + + I -

31 Magaometrie Idikatore werde icht beötigt, weil M 4- stark violett gefärbt ist.

32 Magaometrie M 4- -Lösuge icht bestädig, Titerfaktor muss bestimmt werde Evtl. gebildeter Braustei katalysiert Zersetzug vo M 4 - (Filtratio ötig 4 KM 4 + H M 4 M + 4 KH + 3 Eistellug des Titers otwedig (mit Na C 4 +VII M e H + +II M H +III C C +III +IV C + e - M C H + M C + 8 H

33 Magaometrie Bestimmug vo Ca + : (icht redoxaktiv Bildug vo schwerlöslichem CaC 4 Ca + + C 4 - CaC 4 Auflöse vo CaC 4 im Saure Ca C 4 + H S 4 CaS 4 + H C 4 Titratio der xalsäure mit KM 4 5 H C 4 + KM H S 4 10 C + MS H + K S 4

34 Magaometrie Bestimmug vo Maga Komproportioierug vo M 4- ud M + +VII M e H + +II M + + H +IV M + H +IV M + 4 H + + e - Problem: Niederschlag vo M adsorbiert M + Lösug: Zusatz vo Ziksalze, die astelle vo M + eigebaut werde köe.

35 Bromatometrie